文/羊城晚报全媒体记者 郭思琦 李钢 黎秋玲 张小悦
图/羊城晚报全媒体记者 邓鼎园 梁喻
12月8日，在2025大湾区科学论坛低空经济与航空航天分论坛上，国际宇航科学院院士、北京航空航天大学教授、月宫一号总设计师/首席科学家刘红的分享，吸引了全场与会者的目光。她携团队历时21年深耕的生物再生生命保障系统，为“人类未来能否迈向深空、能否在地外长期生存”这一前沿命题，交出“中国方案”。
“人类去往火星，如何实现长期生存？” 分享伊始，刘红抛出的核心问题直击深空探测痛点。她指出，当前的载人航天任务，其生命保障主要依赖于地面“携带”与部分“物化再生式”模式，这种模式在火星探测等长期深空任务中难以支撑。为此，构建一套模拟地球生态的生物再生生命保障系统，成为实现地外长期生存的关键。这样的系统旨在通过植物、动物、微生物组成的人工生态系统，为人类提供食物、氧气和水等必需物质，并循环处理人的代谢废物，最终形成一个高度自给自足的“闭环”。这也是刘红团队自2004年起专注攻关的核心课题。
“我们通过20多年的研究，已经建立了从单元生物技术到系统理论，再到系统设计和运行调控技术完整的体系。”刘红以物种筛选为例介绍，团队根据是否满足乘员需求、能否适应舱内环境等原则，筛选出了35种植物，包括粮食、蔬菜、水果进入舱内，并建立了高效培养理论和技术；还通过筛选微生物，对它进行转化之后来培养可食用的昆虫，满足乘员动物蛋白需求。
刘红带领团队已完成两次密闭生存实验。她介绍，2014年团队首次实现3人105天密闭生存实验，系统闭合度达97%，在世界上首次成功构建了“人-植物-动物-微生物”四环系统；在2017年至2018年开展了“月宫365”密闭生存实验，14名乘员完成370天长期密闭生存。其间成功应对停电事故、延迟出舱等多重考验，系统稳定运行并将系统闭合度提升至98.2%。这意味着，人类在该系统中生存仅需1.8%的地面补给，其余资源均能通过内部循环再生。
刘红介绍：“目前，国际上的航天大国和组织非常重视生物再生生命保障系统的研究。两次实验我们都做到了世界上最高的系统闭合度和最好的技术指标，在国际上产生深远的影响。”
不过，刘红也坦言，当前世界上相关研究仍处于地面实验阶段，要应用于太空还需开展空间站等验证实验，目前已有多个相关项目立项推进。展望未来，她相信随着技术不断成熟，太空旅行、月球或火星驻留将不再遥远。